Neutron

Wir erklären, was ein Neutron ist, wie es entdeckt wurde, seine Funktion und Eigenschaften. Darüber hinaus, was es ist und wofür die Kernphysik verwendet wird.

1. Was ist ein Neutron?

Ein Neutron ist eine Art von subathematischen Teilchen, das heißt von den Teilchen, aus denen die Atome der Materie bestehen, die im Kern einiger Atome vorhanden sind und mit einer neutralen elektrischen Ladung ausgestattet (0). Alle Atome im Universum bestehen aus Neutronen, Protonen (positiver elektrischer Ladung) und Elektronen (negativer elektrischer Ladung).

Neutronen befinden sich normalerweise im Kern der meisten Atome (alle außer Wasserstoff) neben Protonen. Sie werden dort von starken Kernkräften zusammengehalten, während Elektronen in verschiedenen Arbits herumtanzen. Deshalb werden Protonen und Neutronen als Nukleonen bezeichnet .

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1. Neutronenentdeckung

Vor der Entdeckung der Neutronen gab es einen unbekannten Faktor in Bezug auf die Masse und Ladung der Atome, insbesondere als gezeigt wurde, dass sich die Elektronen nicht im Atomkern befinden konnten, die Kernmasse jedoch nicht genau der Gesamtmasse von entsprach die Protonen

So schlug der deutsche Physiker Ernest Rutherford, der die Protonen entdeckte, 1920 die Notwendigkeit eines Neutrons vor, dh eines Teilchens, das Masse zum Atom beitrug, ohne dessen elektrische Ladung zu verändern.

Jahre später wurden Neutronen 1932 vom englischen Physiker James Chadwick entdeckt, der 1935 den Nobelpreis für Physik erhielt. Dank verschiedener Erfahrungen und Studien mit der Strahlung, die durch das Zünden von Paraffin oder anderen wasserstoffreichen Verbindungen erhalten wurde, zeigte Chadwick, dass die physikalischen Vorhersagen nicht dem beobachteten Phänomen entsprachen.

Mit anderen Worten stammte die erhaltene Strahlung von Teilchen, die dem Proton ähnlich waren, jedoch keine elektrische Ladung besaßen. Dies war die erste Erfahrung, die zum formalen Auffinden der Neutronen führte.

1. Neutronen-Eigenschaften

Neutronen haben eine Masse ähnlich der des Protons, sind jedoch etwas größer (1.00137-fach) und daher viel größer als die des Elektrons (1838, 5-fach). Wie Protonen bestehen sie aus fundamentalen Teilchen, den sogenannten Quarks, deren gesamte elektrische Ladung sich zu Null addiert: zwei Quarks " down " (eins) und ein " up " (oben).

Wenn sie sich im Atomkern befinden, sind die Neutronen stabil und langlebig, aber wenn sie sich im freien Zustand außerhalb befinden, haben sie eine Halbwertszeit von 879, 4 Sekunden, bevor sie sich in ein Proton, ein Elektron und ein elektronisches Antineutrino zersetzen. Dies geschieht häufig in Kernkraftwerken, in denen eine hohe Konzentration an freien Neutronen vorhanden ist.

1. Neutronenfunktion

Die Neutronen erfüllen eine stabilisierende Funktion innerhalb des Atomkerns, dh sie liefern die notwendige Masse, um sich selbst zu tragen, und es besteht kein Konflikt zwischen den entgegengesetzten Ladungen von Elektronen und Protonen.

Freie Neutronen können jedoch für andere Funktionen verwendet werden, die für den Menschen günstig sind. Beispielsweise wird es zur Durchdringung und Visualisierung von Materialien durch seine kontrollierte Emission verwendet.

Sie werden auch in der Kernphysik eingesetzt, dh beim Aufbrechen des Atomkerns durch Beschuss mit freien Neutronen, wodurch Reaktionen ausgelöst werden, die enorme Energiemengen freisetzen. Dies birgt natürlich viele Gefahren, da die unkontrollierte Emission von Neutronen die Struktur der Grundproteine ​​von Lebewesen schädigen kann (ionisierende Strahlung). .

1. Kernspaltung

Die Kernphysik ist eine Form des Bruchs des Atoms, insbesondere schwerer Atome wie Uran (U) und seiner stabilen Isotope.

Diese Prozedur besteht darin , den Urankern mit schnellen Neutronen zu bombardieren und so seine Spaltung und Energiefreisetzung sowie daneben neue freie Neutronen in a zu erreichen Kettenreaktion, die in der Lage ist, ein hohes Maß an nutzbarer Energie zu erzeugen.

Wenn diese Reaktion in einer kontrollierten Umgebung stattfindet, kann sie verwendet werden, um Strom durch Turbinen zu erzeugen und für den menschlichen Gebrauch zu verwenden, genau wie dies in Kernkraftwerken der Fall ist. Kernenergie ist relativ sicher und rentabel, birgt jedoch gewisse Risiken, da sie giftige (radioaktive) Elemente unterproduziert.

Im Gegenteil, wenn diese Reaktion auf unkontrollierte Weise auftritt, sind wir in der Gegenwart einer Atombombe, einer der zerstörerischsten Kriegserfindungen, die der Mensch erfinden konnte, wie und wie die, die die US-Regierung im Zweiten Weltkrieg über die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki geworfen hat.

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